东京首次在公共道路上开展L4级自动驾驶巴士试验
东京大学研究团队周二开始在东京首都圈的公共道路上测试L4级自动驾驶巴士,这是首次开展此类测试。这标志着日本自动驾驶交通发展迈出重要一步。面对司机短缺和人口结构变化带来的挑战,日本正寻求创新解决方案。
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此次试验是在同一路线上开展的既往测试基础上的进一步发展。此前,一辆L2级自动驾驶巴士(部分自动驾驶)自2019年末起一直在该路线上运营。路线连接东京大学柏校区和柏之叶校园站,全长约2.6公里(其中2.3公里为公共道路,0.3公里位于校园内)。
东京大学生产技术研究所教授、柏ITS推进委员会主席须田义大解释了这一进展的重要意义:
从L2级向L4级自动驾驶过渡,代表着交通方式发生根本性转变。达到L4级后,车辆能够在指定运行范围内处理所有驾驶任务,包括应对突发状况。这为不依赖人类驾驶员的公共交通创造了新的可能,有助于缓解日本严峻的司机短缺问题。
该项目由东京大学、政府部门、私营企业及多个组织广泛合作开发,是柏之叶智慧城市联盟的一部分。日本国土交通省已将该联盟选定为智慧城市项目和先进示范项目。
了解自动驾驶级别
自动化级别分为L1至L5,级别越高,车辆的自动驾驶能力越强。L1级指自适应巡航控制等辅助驾驶技术,L5级则代表车辆在所有条件下都能完全自动驾驶。
此前使用的L2级自动化,意味着系统在有限区域内同时执行车辆纵向(加速和制动)与横向(转向)运动控制子任务,但仍需人工监督。相比之下,此次新试验聚焦的L4级自动化实现了重大技术跨越。在这一等级下,系统可独立完成所有驾驶任务,并在有限区域内应对运行过程中出现的问题,无需人工介入。
自2009年12月起负责协调该项目的柏ITS推进协议会对各级别作出了明确界定:L1级系统在有限区域内执行车辆纵向或横向运动控制子任务;L2级系统同时执行车辆纵向和横向动力学控制子任务;L3级系统在限定运行范围内执行所有动态驾驶任务,但出现困难时会请求人工介入;L4级系统在限定运行范围内执行所有动态驾驶任务并应对困难;L5级系统则不受任何限制地执行所有动态驾驶任务。
柏自动驾驶巴士项目的发展历程
柏自动驾驶巴士项目自启动以来不断发展。第一阶段于2019年11月启动,开展L2级自动驾驶巴士试验,并持续至2020年3月。这些初期试验采用一辆商用巴士,配备由Advanced Smart Mobility Co., Ltd.开发的自动驾驶系统,并由TOBU BUS EAST CO., LTD.运营。车辆以日野汽车Liesse车型为基础,可搭载17名乘客。
这些早期试验旨在研究自动驾驶巴士长期运营中的实际挑战,属于关键研究工作。此前大多数自动驾驶测试持续时间较短,因此这项为期五个月的项目旨在验证实际路线、运营、检查和维护等长期运行方式。
2021年1月,演示项目启用了一辆新车。这辆自动驾驶巴士以五十铃Elgamio车型为基础,载客量增至56人(其中28个座位)。不过,出于新冠疫情防控考虑,为保障安全,实际载客量限制在15人。新车配备了改进的自动驾驶系统和增强型感知能力,并提升了加速与减速时的乘坐舒适度。
根据自2019年开始的示范测试所积累的经验,Advanced Mobility Corporation通过增强感知能力、改善加速和减速时的乘坐舒适度以及扩大车辆尺寸,改进了自动驾驶系统。在这一阶段,巴士将以L2级自动驾驶模式运行,并计划根据持续评估的结果最终过渡到L4级。
自动驾驶巴士背后的技术
这辆L4级自动驾驶巴士采用先进技术,可在无人干预的情况下安全行驶。系统包括车道保持控制、GNSS(GPS)定位、用于精确定位的磁性标记传感器,以及通过自动控制油门和制动来维持车速的功能。
车辆配备了专门的安全功能,包括SRA功能(全速域距离控制)和交通信号灯联动能力,摄像头可识别信号灯颜色并作出相应反应。此外,巴士还配备了自动进站和出站控制系统。
此次L4级新试验中,巴士接入了由BOLDLY Corporation开发的自动驾驶车辆运营管理平台Dispatcher。该平台具备远程状态监控、驾驶指令下达、紧急响应、行驶可用性判定,以及全面的驾驶记录和错误日志记录等功能。
这些技术协同构成一套全面的安全与运营管理系统,使巴士能够自主行驶,同时与远程控制中心保持持续通信,以便在必要时进行干预。Dispatcher平台还提供多项远程操作功能,包括驾驶记录、错误记录、状态监控、驾驶指令下达、紧急响应,以及判断是否适宜或必须行驶的功能。
车辆结合多种传感器和识别系统,在指定路线上安全行驶。车道保持控制系统帮助巴士保持在道路上的位置,磁性标记传感器可沿途精确定位。车速维持控制系统负责管理加速和制动,确保车辆平稳运行。
应对日本的交通挑战
这项自动驾驶巴士试验是日本应对紧迫交通挑战的整体战略之一。日本正经历显著的人口结构变化,包括人口老龄化、出生率下降和严重的司机短缺。这些因素导致偏远地区铁路和巴士服务收缩,给当地居民出行带来困难。
日本各地的地方政府越来越多地将自动驾驶技术视为应对这些挑战的解决方案。自2023年4月起,在符合规定条件的情况下,L4级自动驾驶车辆可在日本公共道路上行驶,为更广泛的应用建立了监管框架。
BOLDLY Inc.总裁兼首席执行官佐治由纪指出了这些进展的重要性:
在人口老龄化、出生率下降和司机短缺等人口结构变化的背景下,随着偏远地区铁路和巴士服务收缩,日本交通基础设施正面临挑战。为应对这些出行难题,日本各地的地方政府越来越多地将自动驾驶技术视为解决方案。
柏项目旨在评估L4级自动驾驶条件下的道路行驶表现和安全性,并计划根据评估结果继续开发新型自动驾驶巴士、扩大运营范围。最终目标是与柏之叶社区开发项目合作,为居民打造安全、舒适、便利的服务。
该项目被列为柏之叶智慧城市联盟相关举措。日本国土交通省已将该联盟选定为智慧城市项目和先进示范项目。试验结束后,项目将着眼于L4级及更高级别自动驾驶,对巴士的道路行驶表现和安全性进行评估,开发新型自动驾驶巴士,并在本次试验后投入新车辆继续开展试运行。
东京大学开展的其他自动驾驶汽车研究
东京大学一直走在自动驾驶汽车研究前沿,研究范围不仅限于驾驶技术。一项创新研究探讨了自动驾驶汽车如何与行人交流,以提升安全性。
东京大学大学院信息理工学系研究科教授五十岚健夫带领团队研究在自动驾驶汽车上安装机器人眼睛:车辆可通过注视行人确认其存在,也可在未发现行人时移开视线。研究发现,这些视觉提示会显著影响行人行为,帮助他们更安全、高效地作出过马路的决定。
五十岚教授解释说:
目前针对自动驾驶汽车与周围人群(例如行人)之间互动的研究还不够。因此,我们需要进一步研究并投入更多努力,促进这类互动,从而让社会对自动驾驶汽车更加安全、安心。
研究还发现,行人对机器人眼睛的反应存在有趣的性别差异。车辆注视行人时,男性参与者作出危险过街决定的次数减少;女性参与者则较少作出低效决定,即在安全的情况下选择不过马路。
最终,实验显示,机器人眼睛有助于让所有人的过街过程更加顺畅或安全。研究团队承认,该研究仅有少量参与者,且只模拟了一种情境,因此存在局限,但结果令人鼓舞。从人工驾驶转向自动驾驶是一次重大变化;研究人员认为,如果眼睛确实有助于提升安全、减少交通事故,就应认真考虑将其加入车辆设计。
未来,研究团队希望将机器人眼睛与自动驾驶人工智能相连,实现自动控制而非人工操控,从而适应不同情境,改善行人与车辆之间的沟通。
项目合作伙伴
自动驾驶巴士项目的成功有赖于学术机构、政府部门和私营企业的广泛合作。柏ITS推进协议会汇集了众多组织,共同推动这项技术落地。
参与自动驾驶巴士示范项目的机构包括东京大学移动创新合作研究机构、东京大学生产技术研究所、东京大学大学院新领域创成科学研究科、柏市、Advanced Smart Mobility Co., Ltd.、TOBU BUS EAST CO., LTD.、Mitsui Fudosan Co., Ltd.、SB Drive Corp.、柏之叶城市设计中心(UDCK)、Pacific Consultants Co., Ltd.、Sompo Japan Nipponkoa Insurance Inc.和Mitsubishi Auto Leasing Corporation。
这一多元合作伙伴关系汇集了交通技术、城市规划、保险和房地产开发等领域的专业力量,为在真实城市环境中引入自动驾驶交通提供了全面方案。协议会于2009年12月成立,旨在作为东京大学、行政机构、私营企业、各类组织和个人之间合作协调的平台,推动各项研究与开发活动,并促进相关成果商业化和实际应用。
自2019年11月1日起,柏ITS推进协议会一直在筑波快线柏之叶校园站与东京大学柏校区之间的2.6公里路段开展自动驾驶巴士商业运营示范试验。在此期间,协议会持续验证长期实际运营所需的运行方式、运营流程、检查和维护,并结合新型自动驾驶巴士的开发及柏之叶城市建设开展研究。
日本自动驾驶公共交通的未来
柏市的L4级自动驾驶巴士试验只是日本雄心勃勃的自动驾驶公共交通计划之一。其他举措包括BOLDLY Inc.引进由爱沙尼亚Auve Tech开发的“MiCa”自动驾驶接驳车,计划于2023年开始在日本道路上进行测试。
BOLDLY是全球首家购买Auve Tech开发的L4级自动驾驶接驳车“MiCa”的公司。为使MiCa能在日本运营,BOLDLY正着手安排示范运行、向相关政府机构申请必要许可,并为2023年夏季开始的公共道路测试做准备。日本版MiCa经过改装,配备了与BOLDLY运营管理平台“Dispatcher”兼容的设备和摄像头。此外,为适应日本道路,该版本将车门安装在左侧;爱沙尼亚版本的车门则位于右侧。
茨城县境町于2020年成为首个采用BOLDLY自动驾驶系统的地方政府,现已与BOLDLY签署协议,购买MiCa自动驾驶接驳车。该镇计划在年内让这些车辆上路。BOLDLY的目标是在本财年向日本引进约10辆MiCa。
随着日本继续建设自动驾驶交通基础设施,这些项目将为运营方式、维护需求和乘客接受度提供宝贵数据。柏市试验旨在评估L4级自动驾驶条件下的道路行驶表现和安全性,并计划根据评估结果继续开发新型自动驾驶巴士、扩大运营范围。
未来,项目将与柏之叶社区开发合作,为居民打造安全、舒适、便利的服务。这一做法与日本更广泛的愿景相一致,即建设将先进交通系统与可持续城市发展相结合的智慧城市。
要点
- 东京大学周二开始在东京公共道路上测试L4级自动驾驶巴士
- 试验路线全长2.6公里,连接柏之叶校园站和东京大学柏校区
- L4级自动化意味着车辆可在有限区域内独立完成所有驾驶任务,无需人工干预
- 自2019年末起,同一路线一直在开展L2级自动驾驶巴士测试
- 该项目旨在应对日本的司机短缺和人口结构挑战
- 自动驾驶巴士采用车道保持、GPS定位和交通信号灯识别等先进技术
- 自2023年4月起,日本允许符合规定条件的L4级自动驾驶车辆在公共道路上行驶
- 该项目属于柏之叶智慧城市联盟,该联盟由日本国土交通省选定为智慧城市项目和先进示范项目
- 多家机构参与项目合作,包括大学院系、政府部门和私营企业
- 未来计划包括开发新型自动驾驶巴士,并根据试验结果扩大运营范围






